معدات تصنيع LED: الابتكار التكنولوجي وتحديث السلسلة الصناعية
المحرك الرئيسي
كمصدر للضوء نصف الموصل من الجيل الثالث، تتضمن عملية تصنيع LED (الديود الإشعاعي) سلسلة تكنولوجية معقدة، تغطي روابط متعددة مثل إعداد الروك,في السنوات الأخيرة، مع صعود التطبيقات المتقدمة مثل MicroLED و LED للسيارات،شهدت معدات تصنيع LED اختراقات ثورية من حيث الدقة، والكفاءة، ودرجة الأتمتة. ستقوم هذه المقالة بتحليل من ثلاثة أبعاد: معدات العملية الأساسية، والتحديات التقنية والاتجاهات المستقبلية.
التطور التكنولوجي للمعدات الأساسية في تصنيع LED
معدات النمو الرئيسي والشوكي
تعد تحضير مواد الركيزة (مثل الزعفرة وكربيد السيليكون والسيليكون) حجر الزاوية لسلسلة صناعة LED.أصبحت تكنولوجيا رصيف السيليكون نقطة ساخنة للبحث والتطوير في السنوات الأخيرة بسبب انخفاض تكاليفها وتوافقها القويعلى سبيل المثال، فريق جيانغ فينغي من جامعة نانشانغ تغلب على تحدي زراعة نتريد الغاليوم على الركائز السيليكونية من خلال أكثر من 4000 تجربةتشجيع الإنتاج الضخم لرقائق LED القائمة على السيليكون. Epitaxial growth equipment such as MOCVD (Metal-Organic Chemical Vapor Deposition) machines directly affect the crystal quality of the epitaxial layer by precisely controlling parameters such as temperature and gas flow rateتشير أبحاث من جامعة جنوب الصين للتكنولوجيا إلى أن تحسين العملية البصرية يمكن أن يقلل من عيوب الشريحة ويحسن من إنتاج رقائق MicroLED.
معدات قطع الشريحة ونقل الكتلة
يتطلب قطع الشريحة تشكيل صفائح LED بحجم ميكرون من خلال عمليات الحفر ، وتكنولوجيا نقل الكتلة هي الحاجز الرئيسي لإنتاج الكتلة من Microleds.النقل الميكانيكي التقليدي من الصعب تلبيةمتطلبات خطأ.5 ميكرومتر. Laser-assisted transfer technology (such as the collaborative design of wedge-shaped push blocks and positioning rods in patented technology) significantly improves transfer efficiency and yield through automated clamping and precise positioningآلة تجميع الدقة للوحدة الإلكترونية الضوئية EP-310 التي أطلقتها Yuanlisheng تدمج وحدات التعرف على الصورة والضغط الساخنوهي مناسبة لسيناريوهات الطلب عالية الدقة مثل تجميع عدسات LED.
معدات التعبئة والتفتيش
تؤثر العمليات مثل طلاء الفوسفور والربط بالموت في مرحلة التعبئة والتغليف بشكل مباشر على الكفاءة الضوئية ومدة حياة المصابيح.تطبق آلة توزيع Yuanlisheng OED-350 التلقائية بالكامل قياس ارتفاع الليزر ونظام تنظيف الإبرة التلقائي لضمان الطلاء المتساويأجهزة الكشف تتطور نحو الذكاء على سبيل المثال، قدمت AMS Osram تكنولوجيا رمز QR Data Matrix،تشفير بيانات الاختبار لكل LED (مثل كثافة الضوء ومحاورات اللون) على سطح التعبئة، لتبسيط عملية الكشف البصري وخفض تكلفة المعايرة بنسبة 26. The team from South China University of Technology also proposed the AOI (Automatic Optical Inspection) and EL (Electroluminescence) combined technology to achieve efficient identification and repair of MicroLED dead pixels.
التحديات التقنية واتجاهات الابتكار
اختناق التصنيع لـ MicroLED
يواجه MicroLED ، بسبب حجم الشريحة الصغير للغاية (<50μm) ، تحديات مثل تحقيق عائد نقل ضخم (يتطلب 99.9999٪) والتحكم في عيوب الجدران الجانبية.تظهر الأبحاث أن تقنية الحفر بمساعدة الجسيمات النانوية والتجميع الذاتي يمكن أن تقلل من تلف الجدران الجانبية، في حين أن قواعد QMAT وتكنولوجيا قشرة الليزر (LLO) يمكن أن تحسن عملية النقل 1.
تحديث الأتمتة والذكاء
خطوط إنتاج LED التقليدية تعتمد على التشغيل اليدوي، مما يؤدي إلى تقلبات كبيرة في الإنتاج.دراسة أجرتها جامعة نان تاي للعلوم والتكنولوجيا في تايوان قد خفضت معدل العيوب في عملية تصنيع الحبوب الأمامية باستخدام عملية ستة سيغما DMAIC (Define، قياس، تحليل، تحسين، التحكم) في تركيبة مع الأدوات الإحصائية.مع دعم لوضع المكونات بسرعة عالية بدءاً من 0.6mm × 0.3mm إلى 8mm × 8mm، وتعزيز أتمتة العملية الكاملة.
التصنيع الأخضر وتحسين التكاليف
إن التصنيع لتكنولوجيا رصيف السيليكون (مثل نموذج IDM لشركة Jingneng Optoelectronics) يقلل من تكاليف الشريحة من خلال التكامل الرأسي ،في حين أن مجموعة LED الصناعية في نانشانغ شكلت تخطيطًا بيئيًا كاملًا من الأساس إلى التعبئة والتغليف من خلال استكمال وتوسيع السلسلة الصناعيةوبالإضافة إلى ذلك، أصبح تصميم المعدات الموفرة للطاقة (مثل صناديق تحويل الهواء وأنظمة التحكم الذكي في درجة الحرارة) اتجاهًا لحماية البيئة.
التوجهات المستقبلية وتوقعات الصناعة
شعبية معدات نقل الكتلة عالية الدقة
سوف تعزز تقنية نقل الليزر ونقل الدوال قدرة الإنتاج الضخم لـ Microleds.من المتوقع أن تتمكن من اختراق كفاءة النقل الصناعية (> 50M / h).
الكشف الذكي ودمج البيانات
The integration of Data Matrix QR codes and Internet of Things (IoT) technology will enable data traceability throughout the entire life cycle of leds and promote digitalization and customized production in factories.
تطوير معدات مركبة
يجب أن تأخذ الأجهزة المستقبلية في الاعتبار التكامل متعدد الوظائف، مثل الآلات المتكاملة التي تجمع بين الحفر والتعبئة،أو أجهزة الطباعة النقدية المتوافقة مع الأساسات المرنة، لتلبية الطلبات الناشئة مثل إضاءة السيارات والشاشات القابلة للارتداء.
الاستنتاج
الابتكار التكنولوجي في معدات تصنيع LED هي القوة الدافعة الأساسية لترقية السلسلة الصناعية. من سيبسترات السيليكونمن التعبئة الآلية إلى الكشف الذكيمع اختراقات الصين في LEDs القائمة على السيليكون وإنجازات AMS Osram في التفتيش القائم على البيانات،التصنيع العالمي للديود يتسارع في تطوره نحو الكفاءة العاليةفي المستقبل، يحتاج مصنعو المعدات إلى اختراق حدود العمليات بشكل مستمر.والتعاون مع علوم المواد وتكنولوجيا الذكاء الاصطناعي لمواجهة تحديات سيناريوهات التطبيق الأكثر تعقيدا
